Способ снижения лобового сопротивления активно движущихся тел и устройство для его осуществления
Изобретение относится к транспорту и касается снижения лобового сопротивления тел. Способ характеризуется тем, что струи рабочего тела, изменяющие набегание внешней среды со встречного на ее предмидельный радиальный уход от тела выпускают по нормали к носовому удлиненному участку носовой части его корпуса, в котором есть подводящие каналы для перепуска по ним в носовую часть с регулируемым расходом из маршевого двигателя-движителя обратного потока - рабочего тела и/или минимум одного из его компонентов с коррекцией обратно перепускаемым и радиально истекающим рабочим потоком курс и/или тангаж-дифферент. Устройство характеризуется тем, что носовая часть корпуса имеет носовой удлиненный участок из концентричных и разной длины профильных трубчатых элементов, образующих центральный осевой и кольцевые рабочие каналы, из которых минимум один (центральный) выполнен с профильным соплом, а остальные периферийные кольцевые продольно и радиально разделены на секции, причем в граничащих с внешней средой стенках периферийных каналов выполнены с острыми кромками фигурные отверстия с профильными направляющими рабочими лопатками и изогнутые профильные сопла. Они предназначены для принудительного направления по нормалям к набегающей внешней среде радиально истекающего рабочего тела. Регулируемый подвод тела из маршевого двигателя-движителя к удлиненному участку носовой части в ее каналы для ее минимум одного центрального профильного канала с соплом и отдельно для ее периферийных направляющих осуществлен по отдельным перепускным каналам в корпусе тела. Носовая часть корпуса выполнена с устройством для регулируемого избирательного перекрытия обратного потока рабочего тела - выхода его в коллектор максимум из половины подводящих перепускных каналов и/или входа из коллектора в направляющие рабочие каналы минимум одной из секций носового удлиненного участка носовой части корпуса тела. Изобретение позволяет повышать эффективность снижения лобового сопротивления транспортных средств. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
Предлагаемое решение относится к способам снижения лобового сопротивления активно движущихся тел и к средствам для его осуществления, применимо для под- и надводных плавсредств, для поездов и экранопланов, для парящих амфибийных и летательных аппаратов (ЛА), для реактивных ЛА с внешним бескамерным разгонно-тяговым сгоранием, для инж.-тех. и строительных сооружений без оптимальной гидроаэродинамической формы, для "преобразования" толстых крыльев в "тонкие", для изменения параметров рабочего цикла ТРД, ДТРД, ПВРД и работы их входных диффузоров, для снижения Т* заторможенного потока, для создания своей стартовой тяги у ПВРД, для снижения шумности реактивных двигателей и т.д.
Известно преобразование энергии потока рабочего тела в движение рабочего канала, движение которых совпадает по направлению [1], патент РФ №2168058 на "Ротор турбины", вращая который рабочее тело из-за вязкости тянет его рабочий канал за собой и одновременно толкает в том же направлении его внутреннюю спиральную нарезку, витками поперек охватывающую поток рабочего тела в криволинейном профильном рабочем канале ротора.
Известно повышение маршевой тяги реактивных двигателей с делением рабочего тела и/или минимум одного компонента из его составляющих на противоположные потоки, из которых обратный поток до устройств, создающих тягу, перепускают по минимум одному контуру с добавочной активно-вязкостной маршевой тягой, представляющему собой криволинейный профильный перепускной рабочий канал с внутренними и поперек охватывающими обратный поток рабочего тела профильными рабочими лопатками [2], патент РФ №2215889.
Известно применение мидельной "тяги", например, от близко плавающего, но недоступного предмета отгребают воду в том направлении, куда его нужно подогнать, или в игре махают "веником" перед эллипсоидом на коньках, по замысловатому пути загоняя его как можно быстрее и точнее в какую-нибудь дальнюю заданную точку.
Известно, что для снижения сопротивления воды надводные водоизмещающие плавсредства снабжают носовыми и кормовыми бульбами [3].
Известно, что для снижения сопротивления воды эволюция создала гидродинамически оптимальную форму для движущегося тела, т.е. удлинила носовую часть меч-рыбы до трети ее длины, для гладкости с поверхности кожи убрала чешую, а для снижения "кормового" сопротивления хвост сделала прогонисто-утончающимся с серповидным плавником, что все вместе дало рыбе скорость хода до(или больше?) 130 км в час [4].
Известно, что для снижения сопротивления воздуха носовую часть 75-мм артиллерийского снаряда снабжали тонким стержнем, на конце которого сжигали фосфор [5].
Известно, что в диапазоне используемых скоростей сопротивление воздуха снижают гладкостью поверхности тела и оптимальностью его формы от дельфино- у ИЛ-18 до аффинно-подобного удлинения носовой части с увеличением ее стреловидности, как у ТУ-144 [3].
Задачей предлагаемого решения, т.е. способа и устройства, является более значительное, чем для упомянутых решений снижение лобового сопротивления активно движущихся тел.
Известно, что согласно миделю активно движущееся тело "раздвигает" поток набегающей внешней среды, но чтобы она "расступалась" при его подходе, ее "встречают" острием из расходуемого материала, т.е. минимум одной дальнобойной струей рабочего тела, по курсу истекающего из аффинно-подобной носовой оконечности, а дальнобойными струями рабочего тела, нормально и радиально истекающего из носового удлинения с внутренней маршевой тягой, добавляя к ней и мидельную "тягу", изменяют набегание внешней среды со встречного на ее предмидельный уход от активно движущегося тела со скоростью, минимум равной скорости его подхода, в корпусе которого размещают перепускные контуры с внутренней маршевой тягой, по ним обратный поток из маршевого двигателя-движителя, делящего рабочее тело и/или минимум один компонент из его составляющих на противоположные потоки, с регулируемым расходом перепускают в носовую часть активно движущегося тела, курс и/или тангаж-дифферент которого корректируют рабочим телом, перепускаемым и/или радиально расходящимся из носового удлинения, профильные рабочие каналы которого выполнены из концентричных и разной длины профильных трубчатых элементов, образующих центральный осевой и кольцевые профильные рабочие каналы, из которых минимум один центральный профильный рабочий канал выполнен с профильным соплом, а остальные периферийные профильные кольцевые рабочие каналы вдоль и радиально разделены на секции, причем в граничащих с внешней средой стенках периферийных каналов выполнены с острыми кромками фигурные отверстия с профильными рабочими лопатками и профильные "кривые" сопла, и те, и другие принудительно направляющие по нормалям к набегающей внешней среде радиально истекающее рабочее тело, регулируемый подвод которого из маршевого двигателя-движителя для каналов носового удлинения выполнен отдельно для его минимум одного центрального и отдельно для периферийных каналов - по отдельным перепускным контурам в корпусе активно-движущегося тела, носовая часть которого выполнена с устройством, например, золотникового типа для регулируемого избирательного перекрытия обратного потока рабочего тела - выхода в его коллектор максимум из половины перепускных контуров и/или входа из коллектора в рабочие каналы минимум одной из секций носового удлинения, при этом:
для поддержания длительной работоспособности носового удлинения охлаждением стенок его раб. каналов истекающим из них раб. телом при варьировании теплотой его скорости истечения: либо периодически-поочередной, в раб. каналы носового удлинения - регулируемой подачей топлива с окислителем и хладагента, если в качестве истекающего раб. тела - продукт реакции реагентов, находящихся на борту активно движущегося тела; либо периодической, в раб. каналы носового удлинения - регулируемой подачей топлива, если в качестве истекающего раб. тела - сжатый воздух из компрессора марш. двигателя-движителя; либо периодической регулируемой подачей в перепускные контуры хладагента, если сжатый воздух очень горячий или в качестве истекающего рабочего - горячее раб. тело из маршевого двигателя-движителя; либо периодически-поочередной регулируемой подачей в перепускные контуры и в послойно-соседние раб. каналы носового удлинения - разных или с разной температурой раб. тел; либо комбинациями из упомянутых вариантов, входы каждого из раб. каналов носового удлинения и входы каждого из подводящих в них раб. тело перепускных контуров выполнены с форсунками-распылителями с отдельной для перепускных контуров и для каждого раб. канала носового удлинения регулируемой подачей на распыл минимум одного из составляющих раб. тело: топлива, окислителя, хладагента, регулируемый подвод которых выполнен по отдельным перепускным контурам из марш. двигателя-движителя;
для расходного "залпа" и для умеренного прироста скорости истечения рабочего тела, по расходу значительно превышающих, в подаче его или его составляющих, возможности маршевого двигателя-движителя, а на случай его отказа или аварии для совместного с маневром по тангажу-дифференту и/или курсовым применения мидельной и как аварийно-маршевой "тяги", и как маршевой "тяги" для маневрирования при штатных и аварийных - посадке ЛА и подъеме/поддержке на плаву под- и надводных плавсредств на минимум одном посадочном/подъемном двигателе-движителе, располагаемом меж центрами тяжести и давления активно движущегося тела, оно выполнено с дополнительной системой питания, не зависящей от системы питания маршевого двигателя-движителя и с возможностью их работы как раздельной и поочередной, так и совместной;
для варьирования баланса меж наименьшим лобовым сопротивлением и требуемой подъемной силой путем изменения угла атаки активно движущимся телом встречной внешней среды при изменении его скорости полета и для безопасного приводнения-приземления, а также для предохранения от поломки при встрече с отмелью или с берегом и для уменьшения габаритов по длине при маневрировании или отстое в портах и на базе - у ЛА, у под- и надводных и водоизмещающих обульбованных плавсредств их носовые части с носовыми удлинениями для установки в нужное положение по надобности выполнены подвижными в вертикальной плоскости;
для варьирования баланса меж наименьшим лобовым сопротивлением и требуемой скоростью хода, для выполнения функций штатного и аварийного подъема/поддержки на плаву с маршевым ходом и для исключающего засор подводящих рабочее тело перепускных контуров - самостоятельного промыва проходов в песчано-илистых отмелях по курсу и под днище под- и надводных плавсредств вводят раб. тело с варьируемой теплотой и сжимаемостью, а также на случай аварийного на фюзеляж приземления/приводнения и поддержания плавучести с маршевым ходом создают подобие воздушной подушки с варьируемыми ее составляющими, поэтому минимум в носовой части днища фюзеляжа ЛА и корпуса под- и надводных водоизмещающих плавсредств дополнительно выполнены с острыми кромками фигурные отверстия с профильными раб. лопатками и профильные "кривые" сопла, и те, и другие принудительно направляющие под регулируемым углом в пределах: от нормали к корме/хвосту, истекающее раб. тело, регулируемый подвод которого выполнен по отдельным перепускным контурам, входы каждого из которых, например у ЛА, выполнены с форсунками для распыла: или топлива, окислителя и хладагента, если в качестве раб. тела - продукт реакции химреагентов, находящихся на борту активно движущегося тела; или топлива, если в качестве раб. тела - сжатый воздух из компрессора маршевого двигателя-движителя; если сжатый воздух очень горячий или в качестве рабочего - горячее раб. тело из маршевого двигателя-движителя, то хладагента и его, и топлива с окислителем регулируемый подвод в форсунки на распыл выполнен по отдельным перепускным контурам из маршевого двигателя-движителя и дополнительной системы питания с возможностью их работы как раздельно и поочередно, так и совместно, а у под- и надводных плавсредств для варьирования под выполнение разных задач теплотой и сжимаемостью раб. тела входы каждого из перепускных контуров, подводящих из маршевого двигателя-движителя несжимаемое рабочее тело, по аналогии с ЛА выполнены с форсунками и/или с паро- и/или газообразующими устройствами (ТЭН, химреактор на основе гидрореагирующих веществ с выделением теплоты и паров и/или газов, газогенератор, например СО2 и т.д.) с регулируемым подводом электроэнергии и/или реагентов, причем и т.д.
обеспечение внутренней маршевой тяги вариантно, а именно тем, что внутренняя поверхность перепускных контуров и профильных рабочих каналов носового удлинения олопачена поперек охватывающими обратный поток рабочего тела кольцевыми профильными раб. лопатками,
что внутренняя поверхность перепускных контуров и рабочих каналов носового удлинения олопачена спиральными витками, поперек охватывающими обратный поток раб. тела профильными раб. лопатками,
что внутренняя поверхность перепускных контуров и профильных рабочих каналов носового удлинения олопачена кольцевыми и спиральными профильными рабочими лопатками, в любой последовательности поперек охватывающими обратный поток рабочего тела,
что внутренняя поверхность перепускных контуров и профильных рабочих каналов носового удлинения олопачена кольцевыми и/или спиральными профильными рабочими нарезами, в любой последовательности поперек охватывающими обратный поток рабочего тела в качестве профильных рабочих лопаток,
что внутренняя поверхность перепускных контуров и профильных рабочих каналов носового удлинения олопачена кольцевыми и спиральными профильными раб. лопатками-нарезами, в любой наборности и/или последовательности поперек охватывающими обратный поток раб. тела,
что внутренняя поверхность у части профильных рабочих каналов носового удлинения кольцевыми и спиральными профильными рабочими лопатками-нарезами, в любой наборности и/или последовательности поперек охватывающими обратный поток рабочего тела по длине каналов олопачена не полностью, а частично,
что внутренняя поверхность у части профильных рабочих каналов носового удлинения не олопачена кольцевыми и спиральными профильными рабочими лопатками-нарезами, в любой наборности и/или последовательности поперек охватывавших бы обратный поток рабочего тела,
что перепускные контуры олопачены кольцевыми и/или спиральными профильными раб. гофрами, в любой последовательности поперек охватывающими обратный поток раб. тела в качестве профильных раб. лопаток,
что перепускные контуры олопачены кольцевыми и спиральными профильными раб. лопатками-нарезами-гофрами, в любой наборности и/или последовательности поперек охватывающими обратный поток раб. тела,
что часть перепускных контуров кольцевыми и спиральными профильными рабочими лопатками-нарезами-гофрами, в любой наборности и/или последовательности поперек охватывающими обратный поток рабочего тела, по длине каналов олопачена не полностью, а частично,
что часть перепускных контуров не олопачена кольцевыми и спиральными профильными рабочими лопатками-нарезами-гофрами, в любой наборности и/или последовательности поперек охватывавших бы обратный поток рабочего тела,
что перепускные контуры и каналы носового удлинения внутри ничем не олопачены, т.е. в создании внутренней маршевой тяги гибкого и/или жесткого канала задействованы вязкостная "тянущая" тяга, по определению и величине - это сопротивление [6] вязкому флюиду неолопаченного контура-канала с действием, противоположным ходу-полету активно движущегося тела, или активно-вязкостная маршевая тяга, состоящая из вязкостной тяги, тянущей олопаченные контуры-каналы и туда же толкающей активной тяги, создаваемой толкающим лопатки-нарезы-гофры воздействием либо элементарных струек с упорядоченной продольно-поперечной циркуляцией в потоке рабочего тела [1, 2], либо продольно-поперечных массопереносов в турбулентном потоке рабочего тела, беспорядочных из-за пульсаций его параметров [7], или одновременно - вязкостная и активно-вязкостная маршевая тяга, реализуемая либо в одном по длине частично олопаченном контуре или канале, либо минимум в двух контурах-каналах, из которых один олопачен.
Сущность предлагаемого решения, т.е. способа и устройства, поясняется схемой снижения лобового сопротивления активно движущихся тел почти по "закону плоских сечений" (7), где на Фиг.1:
- Vнс=Vт - скорость набегания среды=скорости подхода тела,
- Vус=Vт - скорость ухода среды по нормалям=скорости тела,
- стрелка сплошная тонкая - набегающая среда и встречная струя,
- стрелка штриховая с двойным пунктиром - изменение вектора скорости набегающей внешней среды,
- стрелка сплошная толстая - нормальная эжектирующая струя,
- стрелка пунктирная - межструйная эжектируемая среда,
- стрелка пунктирно-сплошная тонкая двойная - движение по инерции эжектирующих струй и эжектируемой межструйной среды,
- стрелка туда-сюда сплошная тонкая - начало возврата внешней среды к поверхности активно движущегося тела,
- стрелка обратная сплошная тонкая - возврат внешней среды к поверхности активно движущегося тела.
Задачей струй, нормально и радиально истекающих из носового удлинения, является изменение набегания внешней среды со встречного на ее предмидельный радиальный уход от активно движущегося тела.
Задачей множественности истечения нормально радиальных струй является предмидельное, для добавки мидельной "тяги" к маршевой, эжектирование межструйной среды от поверхности носового удлинения с одновременным разгоном внешней среды до скорости ее предмидельного радиального ухода, минимум равной скорости подхода активно движущегося тела.
Задачей встречных струй является нейтрализация температурного и механического разрушения носовой оконечности со снижением скорости набегающей среды близ ее поверхности - от острия ее осевой струи до истекающих по нормалям струй, поскольку нормальность их истечения задается и скоростью набегания внешней среды.
Схема примера устройства для снижения лобового сопротивления активно движущихся тел с максимальной внутренней маршевой тягой, получаемой до истечения рабочего тела во внешнюю среду, где на Фиг.2-6:
1. двигатель-движитель;
2. обратный поток рабочего тела;
3. профильные кольцевые рабочие лопатки;
4. перепускные контуры с активно-вязкостной маршевой тягой;
5. центральный осевой рабочий канал с активно-вязкостной тягой;
6. центральный кольцевой рабочий канал с активно-вязкостной тягой;
7. профильные сопла для встречных струй;
8. периферийные профильные рабочие каналы с активно-вязкостной и инерционно-центробежной маршевой тягой;
9. профильные "кривые" сопла для нормальных струй;
10. фигурные отверстия с острыми кромками;
11. профильные направляющие рабочие лопатки;
12. устройство для регулируемого избирательного перекрытия обратному потоку 2 рабочего тела выхода в его коллектор минимум из половины перепускных контуров 4 и/или входа из коллектора в рабочие каналы минимум одной из секций;
13-16. секции из разделенных периферийных каналов.
На Фиг.3 - поперечное сечение корпуса активно движущегося гипотетического осесимметричного тела со схемой маневра за счет перепуска обратного потока 2 рабочего тела по перепускным контурам 4, т.е. до истечения его во внешнюю среду, затемнены работающие контуры.
На Фиг.4 - поперечное сечение А-А перепускного контура 4 перед профильной рабочей кольцевой лопаткой 3 с обозначением стрелками поперечной циркуляции элементарных струек в обратном потоке 2 рабочего тела.
На Фиг.5 - продольное сечение Б-Б части перепускного контура 4 с обозначением стрелками продольной циркуляции элементарных струек в обратном потоке 2 рабочего тела.
На Фиг.6 - поперечное сечение В-В носового удлинения со схемой корректировки курса и/или тангажа-дифферента обратным потоком 2 рабочего тела при истечении его во внешнюю среду, лопатки 3 не показаны.
Парогазообразующие устройства, форсунки, независимая система питания и отдельные перепускные контуры 4 с вязкостной и/или с активно-вязкостной маршевой тягой для перепуска топлива, окислителя и хладагента не показаны, поскольку это на понимание сущности не влияет.
В профильных рабочих каналах носового удлинения толкающее лопатку мгновенное воздействие продольно-поперечных массопереносов, беспорядочных [7] из-за пульсаций параметров турбулентного потока, не показано, поскольку для одной лопатки это мгновенное воздействие подобно воздействию элементарных струек с упорядоченной продольно-поперечной циркуляцией в потоке рабочего тела, фиг.4.
Выполнение спиральных лопаток, спиральных и кольцевых нарезов и гофров, а также комбинированное олопачивание не показаны, поскольку их профиль подобен кольцевому и работают они одинаково.
Устройство выполнено с двигателем-движителем 1, с внутренними и поперек охватывающими обратный поток 2 рабочего тела профильными рабочими лопатками 3 в перепускных контурах 4 и в рабочих каналах носового удлинения - центральных осевом 5 и кольцевом 6 с профильными соплами 7, а также в периферийных каналах 8, в граничащих с внешней средой стенках которых профильные "кривые" сопла 9 и фигурные отверстия 10 с острыми кромками и профильными направляющими рабочими лопатками 11, а в носовой части для создания маневровой тяги - устройство 12 для регулируемого избирательного перекрытия обратному потоку 2 рабочего тела выхода в его коллектор максимум из половины перепускных контуров 4 и/или входа из коллектора в рабочие каналы минимум одной из секций 13-16.
При работе обратный поток 2 рабочего тела под давлением из двигателя-движителя 1 поступает в перепускные криволинейные контуры 4, фиг.2, при прохождении которых из-за их кривизны возникшая в потоке 2 инерционно-центробежная сила с наименьшего текущего радиуса гонит элементарные струйки на наибольший текущий радиус, фиг.5, где струйки, входя на лопатки 3, изменяют вектор скорости, передавая при этом импульс контурам 4, одновременно делятся на противоположные потоки и вдоль стенок контуров 4 между и под прикрытием лопаток 3 перетекают на наименьший текущий радиус навстречу друг другу, фиг.4, а после встречи, изменив вектор скорости под действием потока 2, струйки под действием инерционно-центробежной силы перетекают на наибольший текущий радиус, входят на лопатки 3, далее упорядоченная продольно-поперечная циркуляция элементарных струек повторяется, из-за вязкости и разности в скоростях таща и толкая контуры 4 по направлению потока 2, фиг.5, который с нарушением упорядоченности продольно-поперечной циркуляции элементарных струек входит в центральные каналы 5 и 6 и, проходя их уже турбулентным потоком 2, из-за пульсации его параметров своими беспорядочными продольно-поперечными массопереносами воздействует на лопатки 3, передавая при этом импульсы каналам 5 и 6, из-за вязкости и разности в скоростях таща и толкая их по направлению своего движения, а затем через сопла 7 истекает навстречу набегающей внешней среде, скорость которой после встречи, от острия осевой струи до истекающих по нормалям струй рабочего тела снижается в струйном турбулентном пограничном слое близ поверхности носовой оконечности, фиг.1.
Пройдя перепускные контуры 4, фиг.2, обратный поток 2 с нарушением упорядоченности продольно-поперечной циркуляции элементарных струек через коллектор устройства 12 уже турбулентным потоком 2 входит в периферийные 8 каналы секций 13-16, из-за пульсации параметров своими беспорядочными продольно-поперечными массопереносами воздействует на их лопатки 3, передавая при этом импульсы каналам 8, из-за вязкости и разности в скоростях таща и толкая по направлению своего движения, проходит их и с созданием инерционно-центробежной маршевой тяги, передавая импульс "кривым" соплам 9 и направляющим лопаткам 11 фигурных отверстий 10 с острыми кромками с принудительным поворотом на 90 градусов нормально и радиально истекает во внешнюю среду, которую множественностью истечения струй одновременно с предмидельной эжекцией межструйной среды от поверхности носового удлинения, добавляющей к маршевой и мидельную "тягу", направляет по предмидельным радиусам от движущегося тела со скоростью, минимум равной его скорости подхода, фиг.1.
Курс и/или тангаж-дифферент активно движущегося тела корректируется перекрытием обратному потоку 2 рабочего тела выхода в коллектор устройства 12 максимум из половины перепускных контуров 4, а поскольку отсутствие перепуска означает отсутствие тяги, то другая половина перепускных контуров эту тягу дает, Фиг.3, создавая до истечения рабочего тела во внешнюю среду момент сил, в данном случае вращающий активно движущееся тело вокруг курсовой оси, поэтому направление маневра зависит от того, какие перепускные контуры перекрыты, направление маневра - стрелка закольцованная сплошная.
Курс активно движущегося тела корректируется радиальным истечением нормальных струй из рабочих каналов секций 14-15 путем регулируемого частичного перекрытия рабочему телу, вошедшему в коллектор устройства 12 входа в рабочие каналы секций 13 и 16 носового удлинения, фиг.6, направление маневра - стрелка сплошная.
Курс и тангаж-дифферент корректируются истечением нормальных струй из каналов секций 14-16 путем регулируемого перекрытия рабочему телу входа в рабочие каналы секции 13 носового удлинения, фиг.6, направление маневра - стрелка штрих-пунктирная.
Тангаж-дифферент корректируется истечением нормальных струй из каналов секций 15-16 путем регулируемого частичного перекрытия рабочему телу входа в рабочие каналы секций 13-14 носового удлинения, фиг.6, направление маневра - стрелка пунктирная.
Корректировка курса и/или тангажа-дифферента активно движущегося тела рабочим телом до и при истечении его во внешнюю среду возможна как раздельно и поочередно, так и одновременно, тогда результирующая их действия - направление маневра.
Упомянутые выше кольцевые и спиральные лопатки-нарезы-гофры в любой наборности и/или последовательности в контурах/каналах - это дань производственникам для выбора наиболее подходящих технологий как для изготовления олопаченных гибких и/или жестких каналов, так и для их монтажа в устройствах.
Результат предлагаемого решения, т.е. способа и устройства.
Разная инерционность изменяемости у параметров [7] при нарушении и восстановлении однородности потока внешней среды с одновременным воздействием на нее встречных и нормальных струй снижает скорость ее набегания близ поверхности носовой оконечности и с предмидельной эжекцией межструйной среды от поверхности носового удлинения обеспечивает радиальный предмидельный уход внешней среды от активно движущегося тела со скоростью, минимум равной скорости его подхода, что снижает его лобовое сопротивление более значительно, чем у известных вышеупомянутых решений, уровень которого поддерживается, варьируя баланс меж наименьшим лобовым сопротивлением и требуемой скоростью хода - рабочим телом с варьируемой теплотой и сжимаемостью, а баланс меж наименьшим лобовым сопротивлением и требуемой подъемной силой при изменении скорости полета - подвижностью в вертикальной плоскости носовой части активно движущегося тела при одновременном повышении его маршевой тяги без увеличения расхода топлива за счет мидельной "тяги", а также вязкостной и/или активно-вязкостной и инерционно-центробежной, т.е. внутренней тяги, получаемой до истечения рабочего тела во внешнюю среду за вычетом сопловой тяги струй, истекающих навстречу набегающей внешней среде, при этом корректируется рабочим телом до и/или при истечении его во внешнюю среду - курс и/или тангаж-дифферент без изменения нулевого с наименьшим лобовым сопротивлением угла атаки рулевых плоскостей активно движущегося тела, повышая степень его управляемости, а степень его надежности - дополнительной независимой системой питания и мидельной "тягой" в качестве аварийной маневрово-маршевой, при этом дан инструментарий, т.е. "Набор Конструктора", для создания в устройствах, пропуском рабочих тел в каналах, внутренней тяги, совпадающей с направлением движения активно движущихся тел.
Источники информации
1. Патент РФ №2168058.
2. Патент РФ №2215889.
3. Политехнический словарь, "СЭ", Москва, 1977 г., стр.62, 434-436.
4. "Жизнь животных", "Просвещение", Москва, 1971 г., том 4, стр.543-545.
5. Сибрук В. "Роберт Вуд", "Наука", Москва, 1977 г., стр.195.
6. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям, Москва, "Машиностроение", 1975 г.
7. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика, "Наука", Москва, 1991 г., т.1, стр.53, 317-322, т.2, стр.110, 117.
1. Способ снижения лобового сопротивления тела с корректировкой его курса и/или тангажа-дифферента при движении во внешней среде, заключающийся в том, что, снижая скорость набегания среды, ей навстречу выпускают минимум одну струю рабочего тела, по курсу истекающего из носовой оконечности корпуса тела, а струи рабочего тела, изменяющие набегание внешней среды со встречного на ее предмидельный радиальный уход от тела, выпускают перпендикулярно носовому удлиненному участку носовой части его корпуса, в котором размещают подводящие каналы для перепуска по ним в носовую часть с регулируемым расходом из маршевого двигателя-движителя обратного потока - рабочего тела и/или минимум одного из его компонентов, корректируя этим обратноперепускаемым и радиально истекающим рабочим потоком курс и/или тангаж-дифферент тела.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для варьирования баланса между наименьшим лобовым сопротивлением и потребной подъемной силой путем изменения угла атаки при изменении скорости движения тела используют подвижность его носовой части в вертикальной плоскости.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для варьирования баланса между наименьшим лобовым сопротивлением и потребной скоростью движения тела - по курсу и минимум под носовую часть днища, причем под регулируемым углом в пределах от нормали к корме/хвосту корпуса тела - через фигурные отверстия и профильные сопла вводят рабочее тело с варьируемой теплотой и сжимаемостью, обратный поток которого по внутрикорпусным подводящим каналам из маршевого двигателя-движителя с регулируемым расходом перепускают минимум в носовую часть корпуса тела.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что при работе маршевого двигателя-движителя охлаждение стенок рабочих каналов и подводящих перепускных каналов, как и варьирование теплоты и сжимаемости рабочего тела, осуществляют
или периодической и поочередной регулируемой подачей в рабочие каналы топлива с окислителем и хладагента, если в качестве рабочего тела используют продукт реакции реагентов, находящихся на борту тела;
или периодической регулируемой подачей в рабочие каналы топлива, если в качестве рабочего тела используют сжатый воздух из компрессора маршевого двигателя-движителя;
или периодической регулируемой подачей в рабочие и в перепускные каналы гидрореагирующих веществ, если в качестве рабочего тела используют несжимаемое рабочее тело из маршевого двигателя-движителя;
или периодической регулируемой подачей в перепускные каналы хладагента, если сжатый воздух чрезмерно нагрет или в качестве рабочего тела используют горячее рабочее тело из маршевого двигателя-движителя;
или периодической и поочередной регулируемой подачей в перепускные каналы и рабочие послойно-соседние каналы разных рабочих тел или рабочих тел с разной температурой.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для осуществления способа при «залповом» расходе рабочего тела, значительно превышающем возможности маршевого двигателя-движителя, как и для обеспечения аварийной маршево-маневровой тяги при его отказе, используют дополнительную систему питания, не зависящую от системы питания маршевого двигателя-движителя, с возможностью работы обеих систем - как раздельно и поочередно, так и совместно.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что добавочную маршево-маневровую тягу обеспечивают с помощью рабочих и подводящих перепускных каналов, из которых минимум часть - полностью или частично по их длине - со внутренними и в любой последовательности профильными рабочими кольцевыми и/или спиральными лопатками, и/или нарезами, и/или же гофрами, причем внутрикорпусными подводящими перепускными используют криволинейные профильные каналы.
7. Устройство для снижения лобового сопротивления тела с корректировкой его курса и/или тангажа-дифферента при движении тела во внешней среде, имеющего корпус, содержащий с системой питания маршевый двигатель-движитель, характеризующийся делением рабочего тела и/или минимум одного из его компонентов на противоположные потоки, отличающееся тем, что носовая часть корпуса имеет носовой удлиненный участок из концентричных и разной длины профильных трубчатых элементов, образующих центральный осевой и кольцевые рабочие каналы, из которых минимум один центральный выполнен с профильным соплом, а остальные периферийные кольцевые - продольно и радиально разделены на секции, при этом в граничащих с внешней средой стенках периферийных каналов выполнены с острыми кромками фигурные отверстия с профильными направляющими рабочими лопатками и изогнутые профильные сопла, причем и те, и другие предназначены для принудительного направления по нормалям к набегающей внешней среде радиально истекающего рабочего тела, регулируемый подвод которого из маршевого двигателя-движителя к удлиненному участку носовой части в ее каналы, для ее минимум одного центрального профильного канала с соплом и отдельно для ее периферийных направляющих, осуществлен по отдельным перепускным каналам в корпусе тела, носовая часть которого выполнена с устройством для регулируемого избирательного перекрытия обратного потока рабочего тела - выхода его в коллектор максимум из половины подводящих перепускных каналов и/или входа из коллектора в направляющие рабочие каналы минимум одной из секций носового удлиненного участка носовой части корпуса тела.
8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что носовая часть тела выполнена подвижной в вертикальной плоскости.
9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что минимум в носовой части днища выполнены дополнительные фигурные отверстия с профильными направляющими рабочими лопатками и изогнутые профильные сопла, в каждое из которых по отдельным внутрикорпусным перепускным каналам из маршевого двигателя-движителя осуществлен регулируемый подвод обратного рабочего потока - рабочего тела и/или минимум одного из его компонентов, предназначенного для радиального истечения минимум под носовую часть днища, причем под регулируемым углом в пределах от нормали к корме/хвосту корпуса тела.
10. Устройство по любому из пп.7-9, отличающееся тем, что входы каждого из подводящих перепускных и рабочих каналов с фигурными отверстиями и профильными соплами выполнены с форсунками-распылителями и с отдельной в каждый канал регулируемой подачей на распыление в рабочее тело, или минимум одного из компонентов, т.е. топлива, окислителя, хладагента, или другого рабочего тела; или рабочего тела с другой температурой, их регулируемый подвод осуществлен по отдельным внутрикорпусным перепускным каналам из маршевого двигателя-движителя и дополнительной системы питания, причем она выполнена не зависящей от системы питания маршевого двигателя-движителя и с возможностью работы обеих систем как раздельно и поочередно, так и совместно.
11. Устройство по любому из пп.7-10, отличающееся тем, что в носовой части корпуса тела из его профильных рабочих каналов минимум их часть выполнена полностью или частично по длине со внутренними и в любой последовательности профильными рабочими кольцевыми и/или спиральными лопатками, и/или нарезами, и/или же гофрами.
12. Устройство по любому из пп.7-10, отличающееся тем, что внутрикорпусными подводящими перепускными применены криволинейные профильные каналы, из которых минимум часть выполнена полностью или частично по длине со внутренними и в любой последовательности профильными рабочими кольцевыми и/или спиральными лопатками, и/или нарезами, и/или же гофрами.
